Морфологические особенности -

                      Специализированные органоиды –

А). Пищеварительная вакуоль – функция: переваривание веществ (внутриклеточное пищеварение).

Б). Сократительная вакуоль – функции: осморегуляция,

                                                                       выделение растворимых           

                                                                       метаболитов (у паразитических этот органоид может редуцироваться).

В). Клеточный рот, клеточная глотка, порошица (у инфузорий).

Г). Органоиды защиты – трихоцисты (у инфузорий).

Д). Органоиды чувствительные –

                                                           Стигма – органоид светочувствительный (у жгутиковых)

                                                            Статоцист – органоид равновесия (у инфузорий)

                                                            Чувствительные реснички – у инфузорий

Е). Органоиды движения – ложноножки (псевдоподии) у саркодовых

                                              - жгутики у жгутиковых

                                              - реснички у инфузорий

Ж). Хроматофоры или пластиды – у растительных жгутиковых. Функция – фотосинтез.

Ж). Поверхностные структуры – клеточная стенка у растительных жгутиковых (из клетчатки)

                                                       - пелликула (подмембранная структура) у животных жгутиковых (белковой природы)

                                                       - кора у инфузорий

Твердая поверхностная структура обеспечивает большую скорость движения при наличии органоидов движения.

З). Генетический аппарат простейших. Клетка простейших эукариотическая. В клетке имеется ядро, где находятся линейные хромосомы. Количество ядер – одно, два … и много. Ядра могут быть одинаковые и дифференцированные.

Нр. Опалина – жгутиковые. Количество ядер – несколько сотен. Одинаковые.

  Инфузория-туфелька – два ядра дифференцированные (микро- и макронуклеус).

Ядра могут быть гаплоидные, диплоидные, полиплоидные.

          Дифференцировка цитоплазмы – экто- и эндоплазма.

Эктоплазма – тонкий слой под мембраной, нет органелл, есть компоненты цитоскелета. Основное значение – опора, формообразование, защита.

Эндоплазма – центральная часть клетки. Менее плотная, а ней все органеллы, идут все химические реакции.

 

6. Физиологические особенности простейших.

А). Питание; гетеротрофное, автотрофное, миксотрофное.

                                     Гетеротрофы – питание готовыми органическими веществами. Большинство простейших (саркодовые, животные жгутиковые, споровики).                Среди простейших есть сапрофиты,которые питаются мертвыми органическими остатками; хищники – питаются живиыми организмами (инфузории, многие саркодовые); паразиты, которые питаются соками хозяина, принося ему вред; симбионты, которые находясь в сожительстве с другим организмом приносят ему пользу.

                                     Автотрофы – синтезируют органические вещества сами из неорганических, используя энергию солнца (растительные жгутиковые).

                                     Миксотрофы – на свету автотрофы, а в темноте гетеротрофы (часть растительных жгутиковых).

Для простейших характерно движение цитоплазмы (ток цитоплазмы), это обеспечивает более полное и быстрое распространение веществ в клетке.

 

Б). Дыхание – среди простейших встречаются

                                                                Анаэробы (не нуждаются в кислороде). Это паразиты. Некоторые почвенные формы.

                                                                 Аэробы (нуждаются в кислороде для своей жизнедеятельности). Это свободноживущие простейшие.

Кислород поступает в клетку через всю поверхность диффузно (без затраты энергии).

В). Выделение - происходит через всю поверхность тела (для мелких молекул, жирорастворимых, которые без затраты энергии проходят через мембрану). Водорастворимые молекулы могут выделяться с помощью сократительных вакуолей. Выделение неперваренных остатков пищи выводится экзоцитозом, у инфузорий через порошицу (хотя эти процессы относят к пищеварению).

Г). Движение – активное движение характерно для простейших, имеющих органеллы движения.

Саркодовые корненожки имеют псевдоподии, способны ползать по поверхности, крупные простейшие, движутся медленно, непостоянная форма тела.

Инфузории – мельче, имеют постоянную форму тела, движутся (плавают) очень быстро с помощью ресничек. Кроме того некоторые способны ползать по поверхности с помощью жестких ресничек.

Жгутиковые – мелкие, имеют постоянную форму тела, быстро движутся с помощью жгутиков (1, 2, …. много жгутиков; могут быть ундулирующие мембраны для движения в вязкой среде).

Д). Размножение – воспроизведение себе подобных.

Бесполое размножение и половой процесс.

Бесполое размножение –  участвует одна клетка и не образуется половых клеток

                   Способы бесполого размножения:

1). Деление пополам (монотомия) (у инфузорий, у жгутиковых)

2). Множественное деление (политомия): -шизогония (многократное деление ядра и затем деление цитоплазмы, сразу же образуется много мелких клеток) –у споровиков

                                                                    - палинтомия (деление клеток без их расхождения) – у жгутиковых при образовании колоний.

3). Почкование – неравное деление, может сразу же образоваться несколько почек, у инфузорий.

4). Размножение в споре (у споровиков).

Способ деления клеток при бесполом размножение – митоз. 

 

Половой процесс – обмен генетической информации.

                         Формы полового процесса:

1). Копуляция – это слияние клеток.

                     а). изогамная (сливаются две одинаковые клетки)

                     б). гетерогамная (сливаются две различающиеся клетки – мелкая и крупная)

                      в). овогамная (сливаются две дифференцированные клетки – яйцеклетка и сперматозоид).

Характерно для жгутиковых, споровиков.

2). Коньюгация – обмен генетической информацией, без деления клеток. Характерно для инфузорий.

Е). Жизненные циклы – ряд следующих друг за другом стадий, которые  в сущетвовании каждого вида повторяются с определенной закономерностью. Жизненные циклы простые и сложные.

После слияния клеток плоидность увеличивается в два раза, поэтому в жизненном цикле необходим мейоз, который уменьшает плоидность в 2 раза.

По положению в жизненном цикле мейоз у простейших зиготический, гаметический, промежуточный.

Ж). Инцистирование – образование цист. Это способ переживания простейшими неблагоприятных условий. Клетка обезвоживается, формирует дополнительные оболочки, исчезают органоиды движения, может в таком виде существовать длительное время.

 

                        Особенности организации простейших.

        Кл. Саркодовые  (около 10000 видов).

Наиболее просто организованные одноклеточные.

Произошли от примитивных эукариотических клеток со жгутиком.

Среда обитания – чаще в морях, есть пресноводные, почвенные, внутренняя среда организма.

Свободноживущие и паразитические. Наиболее крупные среди простейших (0,1 до 1 мм).

1. Непостоянная форма тела. Нет специализированных покровных структур.

Есть только внешняя мембрана. Встречаются раковины.

2. Мало специализированных органоидов. Есть пищеварительная вакуоль, сократительная вакуоль (одна или несколько), псевдоподии (функции – движение, захват пищи, увеличение поверхности тела).

3. Нет постоянного фиксированного места органоидов в клетке, они перемещаются при движении.

4. Дифференцировка цитоплазмы на экто- и эндоплазму выражена слабо.

5. Питание гетеротрофное (бактерии, простейшие, частички органического детрита). Фагоцитоз и пиноцитоз.

6. Пищеварительная вакуоль образуется в любом месте клетки, нет клеточного рта, клеточной глотки, порошицы. Пищеварение внутриклеточное.

7. Запасные питательные вещества – капельки жира, гликоген.

8. Дыхание аэробное, у паразитов - анаэробное.

9. Выделение – через всю поверхность тела, а так же с помощью сократительной вакуоли.

10. Размножение – бесполое делением пополам (митоз). Половой процесс найден у фораминифер (копуляция). Ядро одно.

11. Раздражимость – нет сенсорных органелл, но реагирует на раздражители (движение к пище, от ядов, от яркого света). Если действует сильный раздражитель, то амеба втягивает псевдоподии и остается без движения. Реакция благодаря наличию рецепторов на мембране.

12. Движение медленное, только ползание по поверхности с помощью ложноножек. Амебоидное движение.

13. Скелетные образования – раковины органического или неорганического происхождения (это внешний скелет).

14. Колониальность встречается редко.

15. В основном клетки делятся митозом, мейоз встречается у фораминифер – промежуточный.

16. Характерно инцистирование при неблагоприятных условиях окружающей среды.

17. Паразитические саркодовые. Дизентерийные амебы. Жизненный цикл.

Заражение через рот с водой, пищей. Попадают 4-х ядерные цисты, в тонком кишечнике амебы делятся, появляются просветные формы. Далее они поступают в толстый кишечник – тканевая форма. Амебы разрушают стенку кишки, появляются язвы, боли, диарея. Цисты попадают с каловыми массами во внешнюю среду.

 

Кл. Жгутиковые (6000 - 8000 видов).

Произошли от общих предков с саркодовыми. Жгутики имеют всю жизнь, но могут вторично их утерять. На определенных стадиях развития могут иметь ложноножки. Поэтому граница между саркодовыми и жгутиками нечеткая.

Наиболее лабильная группа по своей организации.

Среда обитания –водная, внутренняя среда организма.

Свободноживущие, симбионты (жгутиковые, живущие в кишечнике термитов. Они способны расщеплять клетчатку до глюкозы. Термиты могут питаться древесиной) и паразитические (лямблии, трипаносома и др.). Одиночные и колониальные (вольвокс, гониум ). Растительные (эвгленоидны, вольвокс) и животные жгутиковые.

В пределах этого класса проходит граница между растительным и животным миром. Эта граница тоже весьма условная. Поэтому растительных жгутиковых изучают и ботаники, и зоологи. От одноклеточных жгутиковых произошли животные, растения, грибы.

Мелкие.Подвижные.

1. Имеют постоянную форму тела. Имеют плотную оболочку (пелликула – подмембранное образование из белков – уплотненный наружный слой цитоплазмы; клеточная стенка из клетчатки – панцирные жгутиковые; из студенистого вещества у колониальных; из хитиноподобного органического вещества).

2. Имеются специализированные органоиды: стигма, сократительная вакуоль, пищеварительная вакуоль (у животных жгутиковых), жгутик, хлоропласты (у растительных). Жгутики в течение всей жизни, но могут быть временно и псевдоподии. Жгутик может быть один или более. На переднем или заднем конце тела. Могут покрывать всю поверхность (опалина). Жгутики могут дифференцироваться (для движения, для питания), могут видоизменяться (ундулирующая мембрана).

В основании жгутика имеется базальное тельце (кинетосома)-видоизмененная центриоль, рядом с ним лежит кинетопласт – это крупная митохондрия, снабжающая энергией жгутик.

3. Ядро одно или несколько.

4. Органоиды занимают постоянное место в клетке.

5. Включения – капли жира, гликоген (у животных), крахмал (у растительных).

6. Хорошо выражена дифференцировка цитоплазмы (экто- и эндоплазма).

7. Питание.

Гетеротрофное – готовыми органическими веществами. Может быть клеточный рот или липкий участок мембраны (т.е. без плотной оболочки). Пиноцитоз и фагоцитоз. Может поглощать мелкие органические вещества через всю поверхность тела. Животные жгутиковые.

Автотрофное – синтез из неорганики собственных органических веществ. Характерно для растительных жгутиковых. Имеют хлоропласты, хлорофилл. Фотосинтетики.

Миксотрофное – как автотрофы и гетеротрофы.

Такое разнообразие в питании – примитивный признак, но в то же время большая лабильность для дальнейшей эволюции.

8. Дыхание - аэробы и анаэробы (паразиты).

9. Выделение – через всю поверхность клетки или через сократительную вакуоль.

10. Размножение –

                     Бесполое – делением пополам (продольно), множественное деление (палинтомия) (приводит к образованию колоний). Могут делиться в цисте.

                     Половой процесс – копуляция (все формы).

11.Движение – плавание с помощью одного или нескольких жгутиков (жгутиковое движение), ползание – эвгленоидное движение (изменение поверхности за счет сокращения белков пелликулы).

12.Раздражимость – таксисы. Мембранные рецепторы, стигма – рецепторные образования.

13.Образование цист.

14.Образование колоний простых и сложных.

 

Жгутиковые как животные подвижны, обладают раздражимостью (таксисы), гетеротрофы, но как растения часть из них способны к фотосинтезу, имеют хлоропласты и хлорофилл (автотрофы).

 

                           Колониальные жгутиковые.

Колонии разнообразны. Они отличаются по форме (древовидные, шаровидные), по количеству клеток в колонии (4, 16, 32, 10000 и более), по дифференцировке клеток в колонии (отсутствие дифференцировки, наличие микрогамет и макрогамет, наличие вегетативных и генеративных клеток, различия в строении и поведении клеток), по видам полового процесса (изо-, гетеро-, овогамия).

                                      Вольвокс.

Одна из наиболее сложных колоний.

Среда обитания – водная, морская.

Состоят из более 10000 клеток.

- Клетки соединены друг с другом цитоплазматическими мостиками.                                              - Могут передавать питательные вещества от одной клетки к другой.

- Клетки образуют полый шар (форма колонии шарообразная).

- На поверхности колонии и внутри ее находится слизь, которая секретируется самими клетками.

-Клетки гаплоидные.

- Клетки дифференцированы (вегетативные и генеративные).      Вегетативные имеют грушевидную форму, два жгутика, стигму, более крупные. Способны к самостоятельному питанию. В клетках есть хлорофилл, пластиды. Эти клетки обеспечивают движение колонии. Они находятся на переднем конце колонии.

- Генеративные клетки лишены жгутиков. Нет пластид, хлорофилла. Они обеспечивают размножение колоний. Пит. вещества получают от вегетативных клеток через цитоплазматические мостики. Находятся на заднем конце колонии. Этих клеток немного – несколько десятков (около 30 штук).

- Питание - в основном автотрофное (фотосинтез).

             - миксотрофное (особенно в темноте и если в окружающей среде есть глюкоза).

- Дыхание – аэробное.

- Выделение – через всю поверхность каждой клеткой во внешнюю среду.

- Раздражимость – таксисы.

- Размножение –

                            Бесполое - несколько генеративных клеток выселяются в центр колонии. Эти клетки делятся митозом. Деление - палинтомия  (т.е. клетки делятся и не расходятся). В центре материнской колонии появляются несколько дочерних колоний. Они растут. Затем колония материнская разрывается (погибает) и дочерние колонии оказываются во внешней среде.                                                                                                      

                            Половое – среди Вольвоцид есть колонии однополые и обоеполые. Если колонии раздельнополые, то в мужской генеративные клетки делятся митозом, дифференцируются и образуются сперматозоиды

Они имеют 2 жгутика, подвижны. Они движутся к женской колонии, отыскивая ее с помощью хемотаксиса. В женской колонии генеративные клетки дифференцируются в яйцеклетки и остаются в своей колонии (неподвижные клетки).

Сперматозоид сливается с яйцеклеткой (овогамная копуляция) и образуется диплоидная зигота, которая делится мейозом (зиготический мейоз) и затем гаплоидные клетки делятся митозом (палинтомия), образуются новые колонии.   

 

 

     Причины перехода к колониальности у простейших:

Эволюция животных идет по пути увеличения размеров тела и усложнения их организации. Возникают ситуации, когда поверхность клетки не может обеспечить обмен веществ с окружающей средой – диффузионный барьер. В этом случае выходом является вычурность формы клетки и таким образом увеличение ее поверхности или образование колоний, что позволяет увеличить объем и повысит двигательную активность, не усложняя каждую клетку в отдельности.

 

      Эволюционное значение колониальных жгутиковых.

Возможно от колониальных жгутиковых произошли многоклеточные животные.

 

                        Паразитические жгутиковые –

                                              - трипаносома. Переносит муха Це-це. Паразиты крови. 1 жгутик с ундулирующей мембраной. Поражается Н.С. Сонная болезнь. Человек теряет силы, возникает сонливость и сон переходит в смерть.

                                               - лейшмания. Заболевания -лейшманиозы. Переносят москиты. Это внутриклеточные паразиты. Они утеряли жгутик и ундулирующую мембрану, ненужные в цитоплазме клетки-хозяина. Заболевание кожи (пендинская язва – пендинка)- тропическая лейшмания. При укусе комара в этом месте возникают долго не заживающие язвы, затем на этом месте возникает рубец. Более опасна лейшмания Донована, при которой поражаются внутренние органы (селезенка, печень, костный мозг).

                                               - трихомонады – паразиты кишечника позвоночных животных, в том числе и человека.У трихомонаса 4 жгутика (3 вперед направлены, 1 назад в виде ундулирующей мембраны). Он не приносит особого вреда человеку.

                                                  - лямблии – у них 4 пары жгутиков, 2 ядра

Они способны присасываться к клетке хозяина. Поражают кишечник, печень, половые органы.

 

              Тип Инфузории (около 7000 видов).

Наиболее сложно организованные среди всех простейших.

В процессе эволюции произошли от жгутиковых.

Среда обитания – водная (морская, пресная), влажная почва, внутренняя среда многоклеточного организма.

Характерны ароморфозы на клеточном уровне:

                                       -полимеризация органелл

                                       -дифференцировка органелл

                                       -усложнение строения органелл

                                       -разнообразие специализированных органелл

1.Тело имеет постоянную форму. Поверхность имеет сложное строение (пелликула образует выступы - валики, которые формируют шестиугольники, в центре которых находятся реснички).

2 .Органоиды движения – реснички. Их большое количество, они могут дифференцироваться (чувствительные реснички, мембранеллы, кисточки – склеенные реснички в области клеточного рта), реснички располагаются полями, в которых реснички расположены в разных направлениях. Реснички действуют согласованно. При определенных воздействиях (например -механических) реснички начинают бить в другом (противоположном) направлении. После устранения действия раздражителя нормальное движение восстанавливается. Инфузории движутся среди простейших наиболее быстро (ресничное движение). Они плавают, а также некоторые могут ползать по поверхности на жестких ресничках.

3 .Цитоплазма разделена на экто- и эндоплазму. В эктоплазме имеются сократительные фибриллы, опорные, проводящие.

4.Органоиды имеют постоянное место в клетке.

5. Ядро одно или ядер много. Ядра могут быть одинаковые или разные (дифференцированные). Пример: инфузория-туфелька. Микронуклеус (диплоидный) и макронуклеус (полиплоидный). Микронуклеус хранит генетическую информацию, отвечает за размножение, изменчивость. Макронуклеус отвечает за вегетативные функции клетки. Большое количество хромосом обеспечивает синтез большего количества РНК, а соответственно и белка, соответственно более интенсивную работу клетки.

6.У инфузорий может быть клеточный рот, клеточная глотка, от которой формируется пищеварительная вакуоль. Эта вакуоль совершает сложное движение в цитоплазме, двигаясь по всей клетке по кругу (от переднего к заднему концу тела и назад, может несколько кругов сделать). По мере движения пищеварительной вакуоли в ней изменяется рН, набор ферментов, что позволяет лучше усваивать захваченную пищу. Инфузории в основном хищники. Не переваренные остатки пищи выводятся через порошицу.

7.Свободноживущие инфузории – аэробы, они получают растворенный в воде О2 через всю поверхность клетки, паразиты и симбионты – анаэробы.

8 .Выделение метаболитов происходит через всю поверхность клетки, либо с помощью сократительной вакуоли.

9. Сократительных вакуолей может быть несколько и они более сложно устроены. Это центральный резервуар и система приносящих канальцев и один каналец, через который происходит выведение веществ. Вакуоли работают поочередно.

10. Органоиды защиты – трихоцисты, короткие палочки, при раздражении они с силой выбрасывают тонкие длинные нити, которые могут пробить оболочки других простейших. Трихоцист приблизительно столько сколько ресничек. Они вновь возобновляются после выстреливания.

11. Рецепторные образования – мембранные рецепторы,специализированные чувствительные реснички, у некоторых - клеточные статоцисты.

11.Включения – гликоген, жиры.

12 .Размножение –

                 Бесполое – делением пополам (митоз)

                 Половой процесс – коньюгация- обмен генетической информацией.

На примере Инфузории туфельки:

Макронуклеус (полиплоидный), он разрушается. Микронуклеус (диплоидный) делится мейозом, образуется 4 гаплоидные ядра, 3 из которых разрушаются, а одно делится митозом. Две инфузории располагаются рядом и между ними образуется цитоплазматический мостик. Через этот мостик происходит обмен мигрирующими ядрами. Далее старое и новое ядра сливаются с образованием диплоидного ядра. Это ядро делится митозом многократно, одно диплоидное остается, а остальные сливаются с образованием полиплоидного макронуклеуса.

Макронуклеус отвечает за работу клетки, а микронуклеус отвечает за половой процесс.

13. Инцистирование.

14.Среди инфузорий есть свободноживущие, паразиты (балантидий – вызывает колиты – язвы в толстом кишечнике, кровавые поносы, боли. Заражение через пищу, воду) и симбионты (в желудке жвачных животных - расщепляют клетчатку).

15. Одиночные, реже колониальные.

 

 

                                    Тип Споровики (около 3600 видов).

Класс Грегарины (паразиты беспозвоночных животных, чаще полостные).

Класс Кокцидеообразные (паразиты позвоночных животных и в основном внутриклеточные)

Отряд Кровяные споровики (несколько десятков видов)